Brian Greene
Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ
Phần II - Không gian, thời gian và các lượng tử
Chương 3 -Uốn cong và lượn sóng(7)
Trong khi những hiệu ứng của thuyết tương đối hẹp thể hiện rõ rệt nhất
khi các vật chuyển động nhanh, thì thuyết tương đối rộng lại tỏ rõ uy quyền
của nó khi các vật là rất nặng và sự cong của không gian và thời gian là
đáng kể một cách tương ứng. Xin nêu ra hai ví dụ.
Các lỗ đen, Big Bang và sự giãn nở của không gian
Trong khi những hiệu ứng của thuyết tương đối hẹp thể hiện rõ rệt nhất khi
các vật chuyển động nhanh, thì thuyết tương đối rộng lại tỏ rõ uy quyền của
nó khi các vật là rất nặng và sự cong của không gian và thời gian là đáng kể
một cách tương ứng. Xin nêu ra hai ví dụ.
Ví dụ thứ nhất là phát minh được thực hiện bởi nhà thiên văn học người
Đức tên là Karl Schwarzschild trong khi ông nghiên cứu những công trình
của Einstein vào những lúc rảnh rỗi giữa hai đợt tính toán những phần tử
pháo binh trên mặt trận Nga hồi Thế chiến thứ nhất, năm 1916. Điều đáng
nói là, chỉ mấy tháng sau khi Einstein hoàn tất thuyết tương đối rộng của
mình, Schwarzchild đã có thể dùng nó để nhận được sự hiểu biết đầy đủ và
chính xác hơn về sự cong của không gian và thời gian ở lân cận một ngôi
sao hình cầu lý tưởng. Từ mặt trận Nga, Schwarzchild đã gửi những kết
quả của mình về cho Einstein và ông đã thay mặt Schwarzchild trình bày
những kết quả đó trước Viện Hàn lâm Phổ.
Ngoài việc khẳng định và chính xác hóa thêm về mặt toán học sự cong của
không - thời gian đã được minh họa một cách khái lược trên Hình 3.5,
công
trình của Schwarzchild - ngày nay thường được gọi là “nghiệm
Schwarzchild” - còn phát lộ được một hệ quả lạ lùng của thuyết tương
đối rộng
. Ông đã chứng minh được rằng nếu khối lượng của một ngôi sao
được tập trung trong một vùng hình cầu đủ nhỏ, sao cho tỷ số của khối
lượng và bán kính của nó vượt quá một giá trị tới hạn cụ thể nào đó, thì sự
cong của không - thời gian do nó gây ra sẽ mạnh tới mức bất cứ vật nào, kể
